摘要

漂浮劑型被認為能延長胃停留時間。它們的開發具有挑戰性，因為基於體外研究和動物模型很難預測人類的保留潛力。

在自我實驗中探索了一種不使用成像技術而確定在人體內固有低密度的浮動劑型的胃停留時間的策略。

我們製備了含有咖啡因的漂浮片和非漂浮對照片作為模型藥物。這些緊湊型動物有一種依賴ph值的腸道塗層，以評估它們的胃停留時間。由於咖啡因在胃腸道中被迅速吸收，片劑的長時間胃瀦留可以通過延遲全身暴露來證明。采用液相色譜-串聯質譜法測定了毛細管血液中的咖啡因和副黃嘌呤。

非漂浮對照組的誌願者在90至180分鍾後觀察到咖啡因和副黃嘌呤的血液水平增加。對於漂浮藥片，在樣本收集的8小時內，三分之二的參與者沒有發現血液濃度升高。

結果證明了所提出的臨床研究方案在技術上的可行性。後續的臨床試驗將需要確認我們的漂浮劑型胃停留時間的初步數據。

關鍵字

胃瀦留製劑;浮動平板電腦;在活的有機體內胃停留時間;得知真相後的;質/女士

縮寫:

GRDDS -胃瀦留藥物輸送係統;FDDS -浮動藥物輸送係統;FCC -功能化碳酸鈣;LC-MS/ MS -液相色譜耦合串聯質譜

簡介

胃瀦留藥物輸送係統(GRDDS)提供了延長和控製藥物在胃和小腸上部停留時間的可能性。在大多數情況下，胃瀦留分娩方法的原因和需要是由生理需要決定的。常規口服藥物製劑通過胃的時間相對較短;因此，GRDDS提供了一種克服這種限製的技術。幾種藥物，例如局部作用或在胃區域被吸收的藥物，可能受益於增強的胃瀦留時間[3]。漂浮已被提出作為一種機製，以避免不可預測的和過早的胃排空的藥物劑型[4]。由於藥物輸送係統的低密度，它們漂浮在胃內容物上，並在釋放藥物時被保留。

在過去的幾年裏，漂浮給藥係統(FDDS)的發展得到了重視。然而，臨床試驗或GRDDS上市的例子很少。對這一缺點的一種解釋是很難從這一事實進行推斷在體外研究或從動物實驗到人類。因此，漂浮現象必須在人類中進行探索，以解釋人類獨特的解剖和生理狀況。然而，即使是複雜的臨床試驗方案也往往無法顯示FDDS與非漂浮參考文獻相比顯著增加了胃停留時間。漂浮劑型的臨床評價存在許多缺點:胃瀦留時間通常是在喂食狀態下確定的;盡管高熱量食物會延遲胃排空率。此外，許多研究人員選擇了不合適的非漂浮對照劑型，例如立即釋放製劑，以證明延長胃停留時間。在一些臨床研究中，僅記錄藥代動力學數據，以提供一種劑型在胃中的保留時間的間接估計。

以多孔載體功能化碳酸鈣(FCC)為基礎，研製了一種FDDS在體外在定製的胃模型中進行了浮選實驗。模擬了片劑的溶解和浮力行為在網上並對藥物釋放和漂浮機製[6]進行了深入研究。但是，從這些模型係統的推斷在活的有機體內情況證明是一個挑戰。因此，我們決定評估一種策略，以測試具有固有低密度的fcc基片劑在人體內的胃瀦留潛力。本課題旨在設計和評價一種可用於評估和比較漂浮片和非漂浮片在人體內胃停留時間的方法。這種膠囊含有咖啡因作為一種模型藥物，並塗有ph依賴的腸溶塗層。當藥片在胃的酸性環境中被保留時，咖啡因的標記物就被保留在藥片內。使用微量毛細血管血，采用液相色譜-串聯質譜(LC-MS/MS)測定咖啡因及其代謝物副黃嘌呤的係統暴露量。

材料與方法

材料

以高孔功能化碳酸鈣(FCC VP-DP141 S04, Omya, Oftringen, Switzerland)[7]為基質製備具有固有低密度的片劑。兩種凝膠層形成聚合物，水溶性聚乙烯氧化物(Polyox™WSR 301，陶氏化學公司，米德蘭，密歇根州)和羥丙基甲基纖維素(Methocel^®K100 Premium LV，山德士製藥股份公司，巴塞爾，瑞士)被選擇來減緩液體滲透到片劑和延遲模型藥物咖啡因的釋放(Coffeinum WSF, Böhringer-Ingelheim, Ingelheim，德國)。檸檬酸(檸檬酸)。pulvis, Hänseler AG, Herisau，瑞士)被選為泡騰劑。采用96%乙醇濕法製備浮動配方(SchweizerhallChemie AG, Flawil, Switzerland)。腸溶懸浮液由以下材料組成:Kollicoat MAE 30 DP(巴斯夫，德國)、丙二醇(Hänseler AG，瑞士)、滑石粉(Hänseler AG，瑞士)和二氧化鈦(Hänseler AG，瑞士)。

方法

漂浮片和非漂浮片的製備:按所述方法製備浮片配方

以前[6]。為在活的有機體內研究胃瀦留時間，使用單衝孔偏心壓機(Styl’one, Medelpharm，法國)生產漂浮片和非漂浮片。凸形片劑的曲率半徑為12毫米，片劑半徑為5毫米。帽高為1.1 mm。含有咖啡因的配方對漂浮片和非漂浮片的成分相同。采用不同壓實力調整片劑密度。由於非漂浮片劑的片劑高度降低，因此再添加一層130 mg純FCC以獲得相同大小的漂浮和非漂浮對照片。因此，片劑大小對胃瀦留的影響可以被排除。表1總結了所製備的壓坯的特性。

壓實後，在鼓式塗布機(Lab-Coater GC-300, Glatt，瑞士)對漂浮片和非漂浮片進行腸溶塗布。

評價在活的有機體內人類胃瀦留:在進行體內評價之前，利用定製的胃模型[6]研究了腸溶片劑的體外釋藥和浮選行為。非漂浮片劑預計在胃區停留約2 - 3小時。在這段時間內，腸道塗層應該保持完整;因此，在誌願者的血液樣本中不應該觀察到咖啡因和副黃嘌呤。從胃裏排空後，由於腸道pH值的變化，粉餅的腸道塗層應該溶解，咖啡因和副黃嘌呤血漿濃度增加。在胃塗層漂浮劑型的情況下，在樣本采集的8小時內，誌願者的血液樣本中不應存在咖啡因和副黃嘌呤。

表1:凹凸圓形片劑的性質

研究設計:在人類誌願者(n=3)中使用咖啡因標記的探索性實驗提請了當地倫理委員會的注意(EKNZ;參考編號UBE-15/17)，並被委員會認為符合瑞士法律。所有參與者在研究前均知情同意。

研究開始有3天的咖啡因洗脫期;參與者不被允許食用任何含咖啡因的食物。為了求出在活的有機體內胃瀦留時間，在禁食一晚後，於早上08:00用300毫升水給藥。每半小時，提供300毫升液體。給藥4小時後給予標準化的低熱量液體餐。在指定的時間通過指尖毛細管穿刺采集10µl的血液樣本。采集的血液樣本用含50 ng/ml咖啡因-d9的200µl甲醇作為內標稀釋，-20℃保存，以備進一步分析。

人血漿中咖啡因及其代謝物副黃嘌呤的測定:采用LC-MS/MS測定采集血液樣本中的咖啡因和副黃嘌呤的血藥濃度。分析物采用甲醇蛋白沉澱法提取(見上文)。樣品上清液在Shimadzu HPLC係統上進行色譜分離，該係統包括一台HTS PAL自動進樣器(CTC Analytics AG，瑞士)，兩台Shimadzu LC-20 AD泵(Shimadzu AG，瑞士)，由Shimadzu CBM-20A單元控製，以及一台Shimadzu CTO-20AD柱式烤箱。使用Atlantis T3色譜柱(2.1 x 50 mm, Waters AG，瑞士)分離分析物。洗脫液A(0.1%甲酸水溶液)和洗脫液B(0.1%甲酸甲醇水溶液)以0.8 ml/min恒定流量輸送。應用以下梯度:100% A從0到0.5 min, 50 - 98% B從0.5到2 min, 98% B從2到2.5 min, 100% A從2.5到2.8 min。總運行時間為2.8 min。恒溫柱烤箱設置為60°C。注射量為10 μl。在前0.6分鍾和後0.6分鍾，流向廢物，以最大限度地減少MS源的汙染。質譜檢測使用三重四極質譜儀(API4000, Applied Biosystems, Switzerland)在電噴霧電離正離子模式下進行。以峰麵積比和咖啡因-d9為內標定量。 The assays were linear in the concentration ranges of 25 – 1000 ng/ml for caffeine and paraxanthine.

統計分析:為檢測異常值，采用了具有90%置信區間的單側Grubb檢驗在活的有機體內漂浮片[9]的咖啡因血藥濃度分布圖。

結果與討論

圖1a-1c顯示了給藥後在人類誌願者(n=3)中測量的咖啡因和副黃嘌呤血藥濃度。參與者1、2和3的咖啡因和副黃嘌呤血漿濃度沒有升高，分別達到90、126和175分鍾。因此，在這段時間內，膠囊的腸內塗層保持完整，沒有咖啡因從片劑中釋放出來。我們假設對照片在此期間位於參與者的胃中。隨後，研究人員觀察到藥片中咖啡因的釋放，導致咖啡因和副黃嘌呤水平升高。由此可見，藥片經幽門進入小腸。由於腸道環境pH值的變化，腸道塗層開始溶解，咖啡因被釋放出來。結果，血液中咖啡因及其代謝物副黃嘌呤的濃度增加。對於非漂浮片劑，所有三位研究參與者服用後咖啡因和副黃嘌呤血藥濃度增加的時間點是相似的。結果與Podczeck等人進行的另一項研究非常一致，該研究確定10毫米片劑與葡萄糖飲料一起服用的平均胃停留時間為91分鍾。 The gastric emptying of food and its influence on the gastric emptying of tablets of different dimensions was measured by γ-scintigraphy and electrical impedance tomography [10].

圖1:在活的有機體內三名誌願者服用非漂浮腸溶片後血漿中咖啡因(□)和副黃嘌呤(■)濃度。每個數據點代表一個血液樣本。

相比之下，三分之二的參與者在采集漂浮片的8小時血液樣本時，咖啡因和副黃嘌呤濃度沒有增加(圖2a和2b)。在單獨的時間點觀察到咖啡因血漿濃度升高。然而，高咖啡因水平並不伴隨著高副黃嘌呤水平。沒有檢測到全身接觸咖啡因及其代謝物副黃嘌呤;因此，這表明漂浮的劑型留在了人的胃裏。

在一名研究參與者的情況下，服用漂浮腸溶片劑後的血漿譜與非漂浮片劑後的相似;大約90分鍾後，咖啡因和副黃嘌呤濃度增加。在這種情況下，不可能確定實驗失敗的原因。可能是藥片的腸道塗層有缺陷，也可能是藥片過早地從胃裏排空了。

初步實驗確實揭示了所選研究設計的缺點。為了檢測FDDS胃排空引起的咖啡因和副黃嘌呤血漿濃度的增加，8小時內的血液樣本采集被發現是不夠的。首先，采血時間應延長至至少24小時，以覆蓋比預期的片劑胃瀦留時間更長的時間。其次，兩名誌願者在單獨的時間點上獲得了更高的咖啡因水平。根據統計分析和咖啡因代謝物副黃嘌呤的缺乏，他們被確定為異常值。我們的結論是，這些異常值是由於咖啡因汙染了樣本。此外，必須使用包括咖啡因及其代謝物副黃嘌呤在內的分析方法來排除血液樣本汙染。建議在第二步驗證片劑在胃中的位置，例如通過γ閃爍造影，而不完全依賴於標記物質血漿剖麵的藥代動力學分析。

本研究為誌願者提供低熱量和流質食物，以排除高熱量膳食的影響，高熱量膳食會延遲胃排空過程，從而影響藥物劑型的胃瀦留。因此，實驗過程中所消耗的液體和食物的量應嚴格控製。在實驗過程中，誌願者必須保持直立姿勢;然而，他們被允許活動和做一些輕微的運動。我們的初步結果似乎表明，身體運動不是一個關鍵因素。

圖2:給藥後兩名誌願者血漿中咖啡因(□)和副黃嘌呤(■)的體內濃度。每個數據點代表一個血液樣本。圖中沒有顯示出由單側Grubb檢驗確定的咖啡因異常值，其置信區間為90%。

結論

用ph值依賴的腸溶膜包裹藥片似乎是一種有趣的策略，可以比較漂浮藥片與非漂浮參考係統在人胃中的保留時間。非浮動的控製可以設計成隻與測試片的密度不同。它們優於常被用作對照的即刻釋放製劑。使用咖啡因作為標記成分似乎可以替代更昂貴的成像技術。

本試點研究的目的是證明臨床研究方案的技術可行性。初步結果證明了這一點在活的有機體內浮動劑型的人體特性是可能的。漂浮和非漂浮控製片可以進行比較，而無需應用複雜的成像技術。

進行的探索性研究是令人鼓舞的，因此將作為臨床I期研究的準備基礎，以評估基於fcc的浮動劑型的特性。此外，中試將有助於確定研究條件和參數。從這項探索性研究中獲得的經驗可能會說服其他研究人員，使用相對簡單的臨床研究設計就可以探索FDDS的體內性能。我們希望我們的初步發現可能會因此促進這種創新藥物輸送策略的使用。後續的臨床試驗需要使用更大的誌願者隊列，以獲得我們的漂浮劑型胃停留時間的統計顯著數據。

確認

Rainer Alles, Maxim Puchkov博士和Jörg Huwyler教授對目前的工作做出了同樣的貢獻。Veronika Eberle博士論文的資金支持由myinternational AG (Oftringen, Switzerland)提供。非常感謝TanjaStirnimann博士在研究期間的支持。

參考文獻

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條信息

Aritcle類型:研究文章

引用:Eberle VA, Donzelli M, Alles R, Puchkov A, Huwyler J(2015)基於腸溶漂浮片的胃瀦留藥物輸送係統的體內評價。clinin Res Open Access 1(2): doi: http://dx.doi.org/10.16966/2469-6714.105

版權:©2015 Huwyler J, et al。這是一篇開放獲取的文章，根據創作共用署名許可的條款發布，允許在任何媒介上不受限製地使用、分發和複製，前提是要注明原作者和來源。

出版的曆史:

收到日期:2015年8月27日

接受日期:2015年10月31日

發表日期:11月6日